Алексей Зеньков

Как из светящихся грибов можно сделать экологичное уличное освещение

Единственное, что вы сможете увидеть глубокой безлунной ночью в бразильском дождевом лесу, это крошечные пятнышки света в воздухе от светлячков или призрачное свечение грибов, разбросанных по земле. Оба этих эффекта возможны благодаря биолюминесценции, удивительной способности некоторых организмов имитировать ночные фонари.


В ходе эволюции биолюминесценция «изобреталась» десятки раз и использовалась для различных целей, от привлечения пары и приманивания добычи до отпугивания хищников. Наличие этой способности у грибов – крайне редкий, если не единственный случай биолюминесценции вне мира животных и микроорганизмов – представляет определенную загадку. Но сейчас ученые уже близки к тому, чтобы объяснить не только, почему определенные виды грибов светятся в темноте, но и как именно они это делают. Эти открытия позволят нам стать на шаг ближе к созданию новой формы уличного освещения.

Люциферин в грибах может открыть для нас создание автономно светящихся растений. Фото: Кассиус Стевани

Упоминания об этом явлении можно встретить во многих литературных произведениях, среди которых «Приключения Гекльберри Финна», в котором Том Сойер использовал биолюминесценцию для освещения туннеля.

Сейчас известно множество видов грибов, способных светиться в темноте, и суть этого явления объясняется абсолютно по-разному – от бесполезного побочного продукта метаболизма до сложного механизма защиты от хищников.

Но лучшее объяснение звучит так: свечение в темноте позволяет привлечь насекомых и животных к плодоносящему телу грибов, благодаря чему споры могут распространиться на большую площадь. Кассиусу Стевани с коллегами из Университета Сан-Паулу в Бразилии удалось доказать это, разместив в дождевом лесу пластиковые грибы с встроенными светодиодами зеленого цвета, похожими по свечению на биолюминесценцию грибов Neonothopanus gardneri, растущих у подножия пальм. Ученый обнаружил, что это свечение привлекало некоторых насекомых и других существ, что способствовало распространению спор. Исследователи также доказали, что биолюминесценция происходит только ночью, что исключает теорию про бесполезный побочный продукт.

Глубоководный морской черт способен к биолюминесценции благодаря особым бактериям, расположенным на конце длинного отростка. Фото: Alamy Stock Photo

Загадкой остается то, как именно грибам удается создавать это жутковатое свечение, тогда как у других форм жизни, способных к биолюминесценции, были выявлены специальные светящиеся пигменты.

Однако команде ученых московского Института биоорганической химии под руководством Ильи Ямпольского удалось выявить химический состав белка, который используется грибами для создания свечения. Они выбрали нестандартный подход к решению задачи: искать этот белок в тех грибах, которые не способны светиться, так как в них было легче найти прекурсоры вещества, известного как люциферин и отвечающего за свечение. И они оказались правы.

Ямпольский с коллегами выяснили, что в биолюминесцентных грибах содержится иной вид люциферина, отличный от других восьми типов молекул, уже описанных исследователями. Ученым удалось выделить девятый тип люциферина и первый из всех, встречающихся в царстве грибов.

Рыбаки вылавливают сеть со светящимися светлячковыми кальмарами недалеко от побережья города Намерикава в Японии. Фото: AFP/Getty Images

«Грибной люциферин химически никак не связан с другими типами люциферина, поэтому он относится к принципиально иному механизму выделения света. Это открытие важно с точки зрения фотохимии, биохимии и эволюции, — рассказывает Ямпольский. — В отличие от остальных типов люциферина, грибной совместим с веществами, используемыми в биохимии растений. Надеюсь, в конечном счете это приведет нас к созданию автономных светящихся растений, способным синтезировать люциферин самостоятельно без необходимости введения его извне», — заключает он.

Это стало бы колоссальным прорывом, к примеру, в создании генетически модифицированных деревьев, которые смогут светиться в темноте и выступать в качестве экологичного источника света для уличного освещения. Эта идея не так безумна, как может поначалу показаться. Проект Glowing Plant Project, для которого была запущена первая краудфандинговая кампания в истории применения синтетической биологии, получил поддержку генетика Джорджа Клатча из Гарварда, который однажды сказал, что «появление даже тускло светящегося цветка станет огромным успехом».

Источник.


Материалы по теме:

Можно ли определить болезнь по звуку вашего голоса?

В биотехе много инвесторов, но мало хороших проектов

8 самых перспективных отраслей для открытия бизнеса

Кто инвестирует в биотехнологии и биомедицину?

Видео по теме:


comments powered by Disqus

Подпишитесь на рассылку RUSBASE

Мы будем вам писать только тогда, когда это действительно очень важно